Zwiększanie produkcji energii słonecznej dzięki suchej chłodni

Celem finansowanego ze środków unijnych projektu MACCSOL (Opracowanie i weryfikacja nowatorskiego, modularnego kondensatora chłodzonego powietrzem do zwiększonej produkcji skoncentrowanej energii słonecznej) jest opracowanie wydajniejszych technologii suchej chłodni. Zbudowany w toku projektu nowy "modularny kondensator chłodzony powietrzem" (MACC) jest wyposażony w czujniki do kontrolowania zmian temperatur, siły wiatru i natężenia przepływu w wentylatorze, które to czynniki są monitorowane przez odpowiednie algorytmy w celu sterowania prędkością obrotową wentylatora w trybie ciągłym. W ten sposób można utrzymać optymalne ciśnienie i temperaturę kondensatora, niezależnie od warunków otoczenia.

W skład konsorcjum pod przewodnictwem irlandzkiego Uniwersytetu w Limerick, które otrzymało dofinansowanie ze środków unijnych w wysokości 4 mln euro, weszły trzy uczelnie i cztery przedsiębiorstwa.

Partnerzy pracują wspólnie nad wyeliminowaniem użycia wody do chłodzenia zakładów koncentracji energii słonecznej (CSP) i zminimalizowaniem kosztów eksploatacji suchych chłodni. Koordynatorzy projektu twierdzą, że nowy kondensator MACC powinien umożliwić zakładom CSP podniesienie wydajności energetycznej netto przy jednoczesnym obniżeniu kosztów. Z uwagi na jego modułową konstrukcję, koszty montażu i konserwacji będą znacznie obniżone.

Naukowcy koncentrują się na najważniejszych zadaniach, takich jak charakterystyka i optymalizacja wydajności poszczególnych modułów sytemu. Algorytmy sterujące wentylatorem zostały opracowane i sprzężone z nowymi czujnikami temperatury i przepływu. Na poziomie systemu przeanalizowano rozmieszczenie modułów, aby ocenić możliwość wykorzystania wiatru do wspomagania pracy wentylatora.

Zarówno w ramach prac nad systemem, jak i modułami, wykorzystano symulacje numeryczne, modelowanie analityczne, modelowanie w skali fizycznej i pomiary wykonane z użyciem pełnowymiarowych prototypów. Stosuje się również modelowanie techniczno-ekonomiczne do oceny kosztów eksploatacji różnych opcji projektowych.

W razie powodzenia, długofalowe oddziaływanie społeczno-gospodarcze projektu może być znaczące. Po pierwsze oznaczałoby to, że można zwiększyć liczbę CSP, w tym na obszarach pustynnych bez dostępu do wody, a koszty produkcji energii elektrycznej można by obniżyć. Naukowcy pracujący nad projektem MACCSOL są przekonani, że ich system jest w stanie obniżyć o 2% koszt kilowatogodziny CSP w porównaniu do istniejących suchych chłodni.

Oczekuje się, że CSP wniesie znaczący wkład w realizacje celów UE na 2020 r. w zakresie energii odnawialnej, a zwiększona wydajność gospodarczo-środowiskowa zapewniona przez MACCSOL może mieć tu decydujące znaczenie. Bieżące dane pokazują, że nawet wykorzystując aktualne metody chłodzenia, każdy gigawat wyprodukowany z użyciem CSP powoduje redukcję emisji dwutlenku węgla o około 273 ton.

W ten sposób MACCSOL zamierza poprawić efektywność środowiskową, czyniąc jednocześnie olbrzymi postęp technologiczny, aby zapewnić UE miejsce w czołówce technologii suchej chłodni w zakresie produkcji energii elektrycznej z wykorzystaniem CSP ze wszystkimi potencjalnymi korzyściami gospodarczymi pod względem zatrudnienia i wzrostu.